Τρισδιάστατη εκτύπωση εδώ, τρισδιάστατη εκτύπωση εκεί, πότε για διασκέδαση, πότε για πιο σοβαρά Και σημαντικά πράγματα. Το σίγουρο είναι πως το 3D printing ήρθε για να μείνει και όσο οι σχετικοί εκτυπωτές συνεχίζουν να γίνονται όλο και πιο προσιτοί, το “άθλημα” θα απασχολεί όλο και περισσότερους. Και είμαστε εδώ για να εξηγήσουμε το γιατί.
Για αρχή τα βασικά
Μπορεί να λέμε όλοι “3D printing” αλλά στην πραγματικότητα αυτό είναι ένα από τα ονόματα που χαρακτηρίζουν το θέμα με Additive Manufacturing (AM) ή προσθετική κατασκευή να είναι το δεύτερο, πιο επαγγελματικό και σίγουρα λιγότερο δημοφιλές. Σε κάθε περίπτωση μιλάμε για μέθοδο εκτύπωσης/κατασκευής που αντί να παίρνει ένα υλικό και να το σκαλίζει, να το κόβει κ.λπ. (να αφαιρεί δηλαδή μέρη του), φτιάχνει το οτιδήποτε προσθέτοντας στρώσεις υλικού. Η νέα αυτή τεχνολογία έχει τραβήξει ταυτόχρονα το ενδιαφέρον τόσο της βιομηχανίας, όσο και μεμονωμένων χρηστών. Ώρα λοιπόν να μάθουμε περισσότερα.
Γιατί πρόκειται για σημαντική εξέλιξη;
Όπως αναφέρθηκε ήδη πιο γενικά, η κλασική κατασκευαστική μέθοδος έχει “φύρα”. Όχι μόνο αποβάλλεται μέρος των πρώτων υλών, αλλά συχνά απαιτούνται και εξειδικευμένα εργαλεία που πρέπει να κατασκευασθούν ξεχωριστά και, φυσικά, κοστίζουν αναλόγως. Δεν είναι τυχαίο που ο κατασκευαστικός κλάδος είναι φτιαγμένος για βαθιές τσέπες, ακόμη και αν το εγχείρημα που έχουμε στο μυαλό μας δεν είναι φαντασμαγορικό ή πολύ σύνθετο.
Με την τρισδιάστατη εκτύπωση λοιπόν γίνεται οικονομία σε υλικά, αλλά πέφτει και κατά πολύ το όριο εισόδου στην κατασκευαστική δραστηριότητα. Είναι χαρακτηριστικό ότι οι ειδικοί “εκτυπωτές” κοστίζουν πλέον ακόμη και σημαντικά χαμηλότερα από 1000 ευρώ και, ως γνωστόν, με την πάροδο του χρόνου, οι τιμές μόνο προς τα κάτω πάνε. Αυτό σημαίνει ότι το μέλλον στο οποίο μπορούμε να φτιάξουμε αυτό που μας ήρθε στο μυαλό, χωρίς ιδιαίτερο κόστος, είναι πιο κοντά.
Πώς φτάσαμε ως εδώ;
Η όλη ιδέα είναι υπόθεση δεκαετιών. Επινοήθηκε το 1980 και μπήκε σε σειρά προς το τέλος εκείνης της δεκαετίας. Στην αρχή η εφαρμογή ήταν πιο απλή. Στόχος ήταν η πιο οικονομική και εύκολη κατασκευή πρωτοτύπων κατά την ανάπτυξη προϊόντων, πριν δηλαδή από την κανονική παραγωγή τους. Εκείνη η δεκαετία λοιπόν ήταν γεμάτη πατέντες, νέες εταιρείες και διαφορετικές νέες τεχνικές για το νέο είδος παραγωγής και εκτύπωσης. Μέχρι την επόμενη δεκαετία τα πράγματα είχαν πάρει, πάνω-κάτω, το δρόμο τους. Τότε καταλήξαμε στις τρεις εταιρείες του κλάδου που αποτελούν τους “μεγάλους” παίκτες του σήμερα: 3D Systems, EOS και Stratasys. Παρόλα αυτά η έρευνα συνεχιζόταν κανονικά. Τη δεκαετία του 1990, αλλά και του 2000, προέκυψαν κι άλλες νέες τεχνικές. Ωστόσο, όλες οι εξελίξεις είχαν τον ίδιο προσανατολισμό με τις προηγούμενες δεκαετίες. Στόχευαν δηλαδή στη διευκόλυνση της βιομηχανίας, της παραγωγής σε μεγάλη κλίμακα, όχι στην οικιακή κατασκευή ή τη γενικότερη εμπορική διάθεση των εξελίξεων και συστημάτων αυτών.
MakerBot: Ένας από τους πιο δημοφιλείς 3D εκτυπωτές.
Τη δεκαετία του 2000 όμως τα πράγματα άρχισαν να κατασταλάζουν και να παίρνουν τη μορφή που βλέπουμε, λίγο-πολύ, και σήμερα. Από τη μία λοιπόν είδαμε βιομηχανικά προϊόντα και εκτυπωτές που απλώθηκαν σε επιπλέον κλάδους όπως την αεροναυπηγική, την ιατρική, την αυτοκίνηση αλλά και την κοσμηματοποιία. Από την άλλη, είδαμε για πρώτη φορά την εξάπλωση της ιδέας στη λιανική για χρήση από ιδιώτες. Το 2007 έγινε ένα σημαντικό βήμα με τον πρώτο εκτυπωτή του είδους με κόστος κάτω από $10.000 από την 3D Systems. Και η εξέλιξη αυτή ήταν ένα ακόμη βήμα βέβαια, αφού ο επόμενος στόχος ήταν να δούμε μοντέλο κάτω από $5.000. Υποτίθεται ότι αυτό ακριβώς θα πετύχαινε το Desktop Factory που, τελικά, τα βρήκε “σκούρα” και η εταιρεία δεν κατάφερε να υλοποιήσει τα πλάνα της. Αγοράστηκε όμως από την 3D Systems και τελικά διαλύθηκε. Το επόμενο βήμα έγινε τελικά μόλις το 2009 με τον πρώτο 3D printer που διατέθηκε στην αγορά για τον οποιονδήποτε. Λεγόταν BfB RapMan 3D και δεν ερχόταν ακριβώς έτοιμος για χρήση, αλλά είχε τη μορφή kit που απαιτούσε λίγη εργασία παραπάνω για τη συναρμολόγηση από τον τελικό κάτοχο/χρήστη. Λίγο αργότερα έκανε κίνηση και η εταιρεία Makerbot, με τον ομώνυμο εκτυπωτή.
Η εξέλιξη όμως που έδωσε άλλη πνοή στο όλο εγχείρημα, εκείνη που μας δίνει την αφορμή να μιλάμε ως καταναλωτές για 3D printing, ήρθε το 2012. Τότε είδαμε το λανσάρισμα νέων τεχνικών τρισδιάστατης εκτύπωσης, αλλά και δύο καταναλωτικών εκτυπωτών, από B9Creator και Form 1. Μάλιστα, τα συστήματα αυτά δεν χρηματοδοτήθηκαν άμεσα από εταιρείες αλλά, σε σημαντικό βαθμό, από απλούς ιδιώτες, μέσω της πλατφόρμας Kickstarter. Ευτυχώς για όλους και τα δύο μοντέλα γνώρισαν επιτυχία, δείχνοντας ότι η αγορά αυτή έχει μέλλον αλλά και πρακτική αξία. Και από τότε όλα πάνε από το καλό στο καλύτερο με πολλούς να ορκίζονται ότι η εξάπλωση του 3D printing, σε εργοστάσια αλλά και σπίτια, έχει τη δυνατότητα να αποτελέσει τη βιομηχανική επανάσταση του αιώνα μας.
Η διαδικασία
Οι εκτυπωτές τύπου DLP είναι οι ταχύτεροι και πιο οικονομικοί (με εξαίρεση τους εκτυπωτές που χρησιμοποιούν χαρτί βέβαια), κι ας μην κάνουν για όλες τις δουλειές.
Όλα ξεκινούν με ένα τρισδιάστατο μοντέλο, το οποίο μπορεί να δημιουργηθεί με πληθώρα προγραμμάτων. Μπορεί η βιομηχανία να χρησιμοποιεί το 3D CAD, αλλά υπάρχουν και πολύ απλούστερες λύσεις για όλους τους άλλους. Αν δεν θέλουμε ή δεν έχει νόημα να φτιάξουμε μόνοι μας κάποιο τρισδιάστατο μοντέλο, μπορούμε να κάνουμε κάτι τελείως διαφορετικό. Αν αυτό που θέλουμε να “τυπώσουμε” υπάρχει ήδη, μπορούμε να το σκανάρουμε με “3D scanner”, από την οποία διαδικασία θα προκύψει το τρισδιάστατο μοντέλο που χρειαζόμαστε για την εκτύπωση. Όταν γίνει και αυτό, το μοντέλο που προκύπτει “κόβεται” σε “φέτες” προκειμένου να πάρει μορφή που μπορεί να κατανοήσει και να αξιοποιήσει ο εκτυπωτής. Ο εκτυπωτής, ουσιαστικά διαβάζει κάθε “φέτα”/στρώση και εναποθέτει αναλόγως τα υλικά κατά την εκτύπωση. Και στρώση-στρώση σχηματίζεται τελικά η τελική εκτύπωση, το αντικείμενο που θέλουμε δηλαδή.
Όπως θα έχεις ήδη υποθέσει, η τεχνική εκτύπωσης δεν είναι μόνο μία και καθεμιά έχει την ιδιαιτερότητά της. Συν τοις άλλοις, υπάρχει και ποικιλία στα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτύπωση. Πλαστικά, μέταλλα, κεραμικά, ακόμη και άμμος είναι «μέσα στο παιχνίδι». Στο στάδιο της δοκιμής είναι ακόμη πιο περίεργα υλικά, όπως βιολογικά υλικά διαφόρων ειδών, ακόμη και τροφές. Αυτά τα υλικά βέβαια δεν είναι ακόμη διαθέσιμα σε μεγάλη κλίμακα. Για αυτό και οι εκτυπωτές που μπορούμε να βρούμε ως καταναλωτές περιορίζονται κυρίως στη χρήση πλαστικών και άλλων συνθετικών υλικών όπως το nylon. Πάντως, ορισμένοι πιο δαιμόνιοι χρήστες κατάφεραν να πάρουν τα πιο προσιτά μοντέλα εκτυπωτών και να τα προσαρμόσουν ώστε να τυπώνουν τροφή χρησιμοποιώντας ζάχαρη ή σοκολάτα.
Ναι, αλλά τελικά πώς λειτουργούν όλα αυτά; Κάτι που πρέπει να ξεκαθαρίσουμε είναι πως, σε αντίθεση με την εκτύπωση φωτογραφιών, όπου όποια τεχνική και να χρησιμοποιήσουμε είναι σίγουρο ότι μπορούμε να τυπώσουμε ό,τι φωτογραφία θέλουμε, εδώ υπάρχει λόγος για τις διαφορετικές τεχνικές, αφού προσφέρονται για εξίσου διαφορετικά υλικά. Υπάρχουν λοιπόν εκτυπωτές που χρησιμοποιούν πλαστικά και άλλα υλικά σε σκόνη και χρειάζονται θέρμανση για να “δέσουν” οι στρώσεις. Αντίστοιχα αλλού χρησιμοποιείται κάποιου είδους συνθετική ρητίνη που προφανώς χρειάζεται διαφορετικό χειρισμό ώστε να στερεοποιηθεί όπως πρέπει. Αλλού τα υλικά εναποτίθενται με τη μορφή σταγονιδίων ενώ σε άλλες περιπτώσεις έχουμε εκτυπωτές που λιώνουν τα υλικά και τα χρησιμοποιούν αναλόγως.
Μια ακόμη σημαντική σημείωση είναι πως οι εκτυπωτές που μπορεί να αγοράσει κανείς σήμερα δεν τυπώνουν με το που βγουν από το κουτί και απαιτούν λίγη προετοιμασία. Επιπλέον, κάποια απλά αντικείμενα μπορούν να τυπωθούν και να είναι έτοιμα για χρήση. Πιο πολύπλοκα όμως, ειδικά αν είναι μέρη ενός όλου, μπορεί να θέλουν συναρμολόγηση, φινίρισμα και λοιπές χειρωνακτικές εργασίες πριν πάρουν την τελική τους μορφή. Πολλά εξαρτώνται, προφανώς, από τη φιλοδοξία του καθενός δημιουργού.
Ώρα για τις διάφορες τεχνικές
Κι όμως, πρόκειται για 3D εκτύπωση σε χαρτί!
Στερεολιθογραφία
Η στερεολιθογραφία είναι η πρώτη ιστορικά μέθοδος τρισδιάστατης εκτύπωσης αλλά και η πρώτη που διατέθηκε εμπορικά ενώ φημίζεται για την ακρίβειά της. Βασίζεται στη χρήση laser που θερμαίνει ρητίνη προκειμένου να σκληρύνει. Συνήθως υπάρχει δοχείο με ρητίνη και η δέσμη στερεοποιεί μια στρώση τη φορά πριν εκτεθεί η επόμενη. Στο τέλος αφαιρείται το δοχείο και η εκτύπωση είναι έτοιμη. Σε αυτήν την τεχνική χρειάζεται συχνά χρήση υποστηρίξεων, ανάλογα με το σχέδιο/μοντέλο βέβαια, ενώ για να γίνει ακόμη πιο συμπαγής η ρητίνη χρειάζεται και περαιτέρω επεξεργασία, ακόμη και πέρασμα από φούρνο.
DLP (Digital Light Processing)
Η μέθοδος DLP μοιάζει πάρα πολύ με τη στερεολιθογραφία. Η βασική διαφορά είναι πως χρησιμοποιείται απλούστερη πηγή φωτός αντί για laser ενώ μπορεί να κάνει “πέρασμα” από όλη την επιφάνεια του υλικού με τη μία, για αυτό και θεωρείται ταχύτερη μέθοδος. Συν τοις άλλοις καταναλώνει λιγότερο υλικό, άρα είναι πιο οικονομική τεχνική. Κατά τα άλλα, ακόμη και ως προς το φινίρισμα, ισχύει ό,τι και στη στερεολιθογραφία.
Συμπύκνωση και τήξη με laser
Η μέθοδος αυτή λιώνει πλαστικά και μέταλλα που αρχικά έχουν τη μορφή σκόνης, ώστε να προκύψει έτσι το τρισδιάστατο μοντέλο. Όταν τελειώσει η διεργασία αφαιρείται η αχρησιμοποίητη σκόνη. Η τεχνική αυτή λειτουργεί με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι πιο σπάνια η ανάγκη στήριξης των μοντέλων, για αυτό και βολεύει για πιο πολύπλοκα μοντέλα. Η χρήση laser σημαίνει ότι αναπτύσσονται θερμοκρασίες που πρέπει να διατηρούνται σε συγκεκριμένα επίπεδα, ενώ μετά τη χρήση χρειάζεται και χρόνος για να “κρυώσει” ο εκτυπωτής. Τα αντικείμενα που προκύπτουν είναι πιο στιβαρά σε σχέση με τις προηγούμενες τεχνικές που αναφέραμε αλλά και πιο πορώδη. Ανάλογα με την περίπτωση λοιπόν, μπορεί να χρειαστεί κι άλλη επεξεργασία για να γίνουν πιο συμπαγή.
Εξώθηση
Η εξώθηση ταιριάζει σε θερμοπλαστικά υλικά, αφού η κεφαλή εναποθέτει λιωμένο υλικό, σε στρώσεις, μέχρι να σχηματιστεί το τελικό μοντέλο. Είναι η πιο δημοφιλής τεχνική και, ανάλογα με την κατηγορία τιμής, λειτουργεί με ποικίλη ακρίβεια. Επειδή η σύνδεση των στρωμάτων δεν είναι πάντα ιδανική, μερικές φορές χρειάζεται επιπλέον επεξεργασία για επιπλέον στεγανότητα. Χρησιμοποιούνται διάφορα είδη πλαστικού και η ποικιλία περιορίζεται όσο πιο φθηνός είναι ο εκτυπωτής. Βέβαια, με την πάροδο του χρόνου η κατάσταση αλλάζει. Εδώ χρειάζονται μερικές φορές στηρίγματα, πιο σπάνια όμως σε εκτυπωτές με διπλές κεφαλές.
Όπως είπαμε και νωρίτερα υπάρχουν και εκτυπωτές που χρησιμοποιούν ψεκασμό. Οι παραλλαγές της τεχνικής, για την ώρα τουλάχιστον, είναι δύο.
Binder Jetting
Σε αυτήν την περίπτωση το δομικό υλικό έχει τη μορφή σκόνης και το υλικό που ψεκάζεται κάνει τη σκόνη συμπαγή, μία στρώση τη φορά. Στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχει τόσο πρόβλημα με τη στήριξη του μοντέλου, ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλα υλικά, όπως κεραμικά και τροφές. Επιπλέον μπορεί εύκολα να χρωματιστούν τα υλικά που χρησιμοποιούνται. Στον αντίποδα το τελικό αποτέλεσμα δεν είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό, κάτι που μπορεί να διορθωθεί με επιπλέον επεξεργασία μετά την εκτύπωση.
Material Jetting
Εδώ μπορούν να ψεκάζονται πολλαπλά υλικά παράλληλα, είτε λιωμένα είτε απλά σε υγρή μορφή, και μάλιστα σε διαφόρους συνδυασμούς. Η αλήθεια είναι πως τα περισσότερα υλικά βέβαια είναι συνθετικά και χρειάζονται ένα πέρασμα με υπεριώδη ακτινοβολία σε κάθε στρώση. Βέβαια, το τελικό αποτέλεσμα είναι ιδιαίτερα ακριβές, ενώ το φινίρισμα είναι εξαιρετικά λείο.
SDL (Selective Deposition Lamination)
Αν θέλατε να φτιάξετε τα πιο εντυπωσιακά παπιέ μασέ, τότε κάπου εδώ θα καταλήγατε. Οι εκτυπωτές τύπου SDL χρησιμοποιούν χαρτί, κόλλα, θερμότητα, πίεση και ψαλίδια για να σχηματίσουν το τελικό μοντέλο, φύλλο φύλλο. Προφανώς και το μέγεθος εξαρτάται από το μέγεθος του χαρτιού και το τελικό αποτέλεσμα όχι μόνο μπορεί να είναι χρωματιστό, αλλά δεν χρειάζεται και επιπλέον επεξεργασία. Βέβαια η τεχνική αυτή δεν προσφέρεται για ιδιαίτερα πολύπλοκα σχέδια.
EBM (Electron Beam Melting)
Η τεχνική αυτή προσφέρεται για μέταλλα σε μορφή σκόνης και έχει την ιδιαιτερότητα ότι η εκτύπωση πρέπει να γίνεται σε συνθήκες κενού, με τη βοήθεια δέσμης ηλεκτρονίων. Το καλό βέβαια είναι ότι τα αποτελέσματα μπορεί να είναι πλήρως συμπαγή, ιατρικών προδιαγραφών μάλιστα, για αυτό και προτιμάται στο συγκεκριμένο κλάδο.
Υλικά
Όπως είδαμε οι τεχνικές είναι πολλές, καθεμιά με τα συν και τα πλην της. Πολλές είναι οι επιλογές και στα υλικά βέβαια και, αυτονόητα, τα σωστά υλικά είναι εκείνα που ταιριάζουν στην περίσταση. Και αυτή η περίσταση είναι που καθορίζει τελικά και ποια τεχνική από τις παραπάνω εξυπηρετεί περισσότερο. Ώρα όμως να δούμε τι υλικά έχει η “παλέτα” της τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Πλαστικά
Στους εκτυπωτές UV η εκτύπωση εμφανίζεται ως …αναδυόμενη Αφροδίτη.
Nylon
Το γνωστό μας nylon χρησιμοποιείται σε μορφή σκόνης. Είναι ισχυρό αλλά ευέλικτο και ανθεκτικό. Το φυσικό του χρώμα είναι λευκό αλλά μπορεί να χρωματιστεί πριν ή μετά την εκτύπωση. Μπορεί να συνδυαστεί και με αλουμίνιο.
ABS
Το ABS είναι εξαιρετικό “δυνατό” πλαστικό, χρησιμοποιείται συχνά στους φθηνότερους εκτυπωτές και έρχεται σε μεγάλη χρωματική ποικιλία. Το ότι διατίθεται από πολλούς εμπόρους το καθιστά και πιο προσιτό και πιο εύκολα διαθέσιμο.
PLA
Όταν η εκτύπωση πρέπει να είναι βιοδιασπώμενη, τότε το πλαστικό PLA είναι η σωστή επιλογή. Προσφέρεται σε διάφορα χρώματα, μπορεί να είναι ακόμη και διαφανές, αλλά δεν είναι ανθεκτικό ή ελαστικό όσο το ABS.
LayWood
Πρόκειται για συνδυασμό πλαστικού και ξύλου που συναντούμε συνήθως σε φθηνούς εκτυπωτές εξώθησης.
Μέταλλα
Σε βιομηχανικό επίπεδο συναντούμε διάφορα μέταλλα και κράματα αυτών, αν και συχνότερα βλέπουμε παράγωγα αλουμινίου και κοβαλτίου. Γενικότερα το ανοξείδωτο ατσάλι είναι το μέταλλο που χρησιμοποιείται πιο συχνά, σε μορφή σκόνης. Είναι ασημί αλλά μπορεί να καλυφθεί με άλλα υλικά για χρυσό ή χάλκινο φινίρισμα. Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται η χρήση χρυσού και ασημιού, ιδίως για τη δημιουργία κοσμημάτων. Και τα δύο χρησιμοποιούνται σε μορφή σκόνης. Το ισχυρότερο μέταλλο που χρησιμοποιείται πάντως για τρισδιάστατη εκτύπωση είναι το τιτάνιο.
Με την εκτύπωση σοκολάτας είναι πλέον δυνατά κάποια σχήματα που ήταν μέχρι πρότινος αδιανόητα, στη ζαχαροπλαστική τουλάχιστον.
Κεραμικά
Τα κεραμικά υλικά είναι πρόσφατη προσθήκη στο οπλοστάσιο του 3D printing. Πάντως, όπως και όλα τα κεραμικά, μετά την εκτύπωση θέλουν και φούρνισμα αλλά και μόνωση με ειδική επίστρωση.
Χαρτί
Μπορεί οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές χαρτιού να μην είναι οι πιο φθηνοί (ούτε οι πιο ακριβοί) χρησιμοποιούν όμως απλό χαρτί A4, άρα το αναλώσιμο έχει χαμηλό κόστος και βρίσκεται παντού. Οι εκτυπώσεις είναι οικολογικές, ανακυκλώσιμες και δεν χρειάζονται επεξεργασία μετά την εκτύπωση.
Βιολογικά υλικά
Η χρήση βιολογικών υλικών έχει συγκλονιστικό ενδιαφέρον για τον ιατρικό κλάδο και γίνονται έρευνες για την εκτύπωση ζωντανού ιστού και τελικά την εκτύπωση οργάνων για μεταμόσχευση, δέρματος κ.λπ. Στην ίδια γενική κατηγορία εντάσσεται και η εκτύπωση τροφών, με εκείνη του κρέατος να είναι μία από τις πιο σημαντικές επιδιώξεις.
Άλλα υλικά
Η εταιρεία Stratasys έχει ειδικό σύστημα συνδυασμού διαφόρων υλικών, σε ελεγχόμενες πυκνότητες, για τη σύνθεση 140 άλλων, διαφορετικών υλικών, κατά το δοκούν. Βέβαια η εταιρεία κρατά τα μυστικά της μεθόδου απολύτως κρυφά.
Πρόκειται για μοντέλο εκτύπωσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ερευνητές και φοιτητές ιατρικής για ακόμη καλύτερη παρατήρηση της ανθρώπινης καρδιάς.
Προφανή τα οφέλη
Μπορεί να έχουμε δρόμο μπροστά μας ακόμη, αλλά οι πιθανές επιπτώσεις της τρισδιάστατης εκτύπωσης δεν χρειάζονται ιδιαίτερη φαντασία. Ένας από τους δρόμους που ανοίγει η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι εκείνος της μαζικής τροποποίησης προϊόντων ανάλογα με ειδικές ανάγκες και απαιτήσεις, χωρίς αυτές οι τροποποιήσεις να επηρεάζουν το κόστος λειτουργίας και παραγωγής. Επιπλέον, είναι πια εφικτά σχέδια που προηγουμένως, λόγω κατασκευαστικών απαιτήσεων και πολυπλοκότητας, έμεναν μόνο στη σφαίρα της φαντασίας. Σε βιομηχανικό επίπεδο μειώνει ένα από τα πιο χρονοβόρα και ακριβά στάδια της παραγωγής, εκείνο της παρασκευής των απαιτούμενων εξειδικευμένων εργαλείων. Μέσα σε όλα οδηγεί σε σημαντική οικονομία στις πρώτες ύλες και περικόπτει φυσικά τη σπατάλη, προστατεύοντας ταυτόχρονα το περιβάλλον. Πάνω από όλα βέβαια η μελλοντική δυνατότητα για κατά παραγγελία και προδιαγραφή τοπική παραγωγή μπορεί να διευκολύνει πάρα πολύ μεγάλους και μικρούς παραγωγούς σε πρακτικό και λογιστικό επίπεδο.
Εφαρμογές
Αν και η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται πάνω από όλα για τη δημιουργία πρωτοτύπων πριν την παραγωγή, η χρήση της εξαπλώθηκε και σε άλλους τομείς που αξίζει να αναφέρουμε.
Ιατρική και οδοντιατρική
Η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει τη δημιουργία εργαλείων, μοσχευμάτων, καλουπιών ειδικών για κάθε ασθενή και περίσταση, ακόμη και μοσχευμάτων γοφού και άλλων οστών που πρόκειται, έτσι κι αλλιώς, να χρησιμοποιηθούν μία φορά από έναν ασθενή. Παράλληλα, γίνονται συντονισμένες προσπάθειες για την εκτύπωση ζωντανού ιστού, φαρμάκων και ολόκληρων οργάνων. Ειδικά το τελευταίο, όταν επιτευχθεί, θα φέρει τα πάνω κάτω στις μεταμοσχεύσεις.
Τα κομμένα και ραμμένα για τον ασθενή μοσχεύματα γονάτου είναι απόρροια της τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Αεροναυπηγική
Ο κλάδος της αεροναυπηγικής χρησιμοποιεί ήδη τυπωμένα εξαρτήματα στα σκάφη της πολιτικής αεροπορίας, αν και όχι σε κρίσιμα σημεία, στόχος είναι όμως να γίνουν πολλά βήματα παραπέρα, για αυτό και εταιρείες όπως Airbus και Boeing επενδύουν πολλά χρήματα στη συνεχιζόμενη έρευνα.
Αυτοκινητοβιομηχανία
Η αυτοκινητοβιομηχανία δεν χρησιμοποιεί την τρισδιάστατη εκτύπωση απλά για το σχεδιασμό πρωτοτύπων και τη δοκιμή καινοτομιών σε επίπεδο WRC και Formula 1. Ελπίζει να λύσει σημαντικά ζητήματα του after sales service, όπως αυτό της αποθήκευσης, παραγωγής και διάθεσης ανταλλακτικών χρόνια μετά την παρουσίαση αλλά και την απόσυρση ενός μοντέλου. Αν όλα πάνε καλά, τέρμα το σαφάρι ανταλλακτικών για το παλιό σας αυτοκίνητο, τέρμα και η αναμονή για να εισαχθεί από το εξωτερικό.
Κοσμηματοποιία
Στην κατασκευή κοσμημάτων η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να έχει τεράστιες επιπτώσεις. Από τη μία μπορεί να καταστήσει εφικτά σχέδια που προηγουμένως ήταν αδύνατα, από την άλλη να συμπληρώσει κλασικές τεχνικές και, ένα βήμα παραπέρα, ανάλογα με το κόσμημα, να επιτρέψει την απευθείας εκτύπωσή του.
Μέσα σε όλα, μπορούμε πια, με τέτοιους εκτυπωτές, να φτιάξουμε πιο εύκολα τεχνητές οδοντοστοιχίες.
Τέχνη – Σχέδιο – Γλυπτική
Στις τέχνες η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει τη δημιουργία αντιγράφων κλασικών έργων που προηγουμένως θα ήταν αδύνατο να δούμε από κοντά. Ειδικά η γλυπτική, είναι προφανές ότι παίρνει άλλον αέρα με τη νέα αυτή τεχνολογία.
Αρχιτεκτονική
Στον κλάδο της αρχιτεκτονικής ο νέος αυτός τύπος εκτύπωσης απλοποιεί εξαιρετικά την κατασκευή μοντέλων, ενώ γίνονται έρευνες και προσπάθειες προκειμένου να επιτευχθεί και η εκτύπωση έτοιμων τμημάτων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κατασκευές.
Μόδα
Αθλητικά, γυναικεία και άλλα, το σίγουρο είναι πως ήδη υπάρχουν στην αγορά παπούτσια έστω εν μέρη τυπωμένα.
Ούτε ο χώρος της μόδας μένει ανεπηρέαστος αφού πλέον είναι δυνατά κάποια σχέδια που μέχρι πρότινος ήταν αδύνατα. Ωστόσο, στον ίδιο χώρο βρίσκουμε ήδη τυπωμένα αντικείμενα που βρίσκονται στην αγορά, όπως καπέλα, παπούτσια, τσάντες και πολλά άλλα αντικείμενα που μπορούν να κατασκευαστούν με ακόμη μεγαλύτερη ευκολία.
Τρόφιμα
Η δυνατότητα παρασκευής φαγητού στον… αυτόματο ανοίγει πολύ τη σκέψη. Μέχρι τώρα η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί με σοκολάτα και ζάχαρη, ενός πρόσφατα μπήκαν στο παιχνίδι και τα ζυμαρικά. Πιο φουτουριστική είναι η δημιουργία κρέατος με εκτύπωση σε μοριακό επίπεδο, κάτι που είναι αντικείμενο πειραματισμού, όχι όμως έτοιμο για την καθημερινότητα. Γενικότερα πάντως, η εκτύπωση τροφίμων εξετάζεται και ως τρόπος για πλήρη παρασκευή τροφών με γνώμονα τη σωστή ισορροπία θρεπτικών συστατικών με στόχο βέβαια τη βελτίωση της ποιότητας έτοιμων παρασκευασμάτων.
Υπάρχουν όμως και οι ιδιώτες
Ο απόλυτος στόχος, το μεγάλο όνειρο, είναι να γίνει η τρισδιάστατη εκτύπωση προσιτή για τον καθένα, για παρασκευή μυριάδων αντικειμένων στον προσωπικό μας χώρο. Παρά ταύτα το κατά πόσο κάτι τέτοιο είναι εφικτό αποτελεί ακόμη αντικείμενο συζήτησης. Στην παρούσα φάση η διαθεσιμότητα των πιο προσιτών εκτυπωτών δεν είναι ιδιαίτερα ευρεία. Είναι γεγονός όμως ότι οι μεγάλες εταιρείες του χώρου καταβάλουν συντονισμένες προσπάθειες ώστε να γίνει πιο προσιτό όλο το πακέτο, να γίνει πιο φιλικός τόσο ο εκτυπωτής όσο και το λογισμικό με το οποίο λειτουργεί.
Ακόμη κι έτσι υπάρχουν πια και στη χώρα μας σημεία που διαθέτουν 3D printers και, όπως και στον υπόλοιπο κόσμο, τους διαθέτουν για τις πιο απλές εργασίες. Ανάλογα με την περίπτωση μπορεί ένας πελάτης να σχεδιάσει αυτό που θέλει και να το τυπώσει. Σε άλλο σενάριο, ο καταναλωτής μπορεί να διαλέξει μεταξύ διαφόρων αντικειμένων και να τυπώσει αυτό που προτιμά. Αντίστοιχα, μπορεί να διαλέξει το σχέδιο που θέλει και να το χρησιμοποιήσει για μεγαλύτερη παραγγελία, ειδικά για συγκεκριμένη ανάγκη και εργασία.
Εν τω μεταξύ ο χώρος της μόδας ανακάλυψε νέο είδος καμβά και τελείως διαφορετικά “εκτυπωμένα” υφάσματα αλλά και ολόκληρα σχέδια.
Το μέλλον είναι προφανές
Λίγες τεχνολογίες μπορούν να δείξουν από τα γέννησή τους πως είναι φτιαγμένες για μεγάλα πράγματα και η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι σίγουρα μία εξ αυτών. Από την κατασκευή κούκλας με κεφάλι που μοιάζει σε γνωστό μας, έστω με καρτουνίστικο στιλ, μέχρι ιατρικές εφαρμογές και εφαρμογές στο χώρο της άμυνας, η νέα αυτή τεχνολογία φαίνεται να αγγίζει τα πάντα. Και σήμερα αλλά, ακόμη περισσότερο, αύριο και μεθαύριο (που λέει ο λόγος).
